[发明专利]超导磁体用的励磁电源及其操作方法

说明书

本申请为申请号为“201010536637.4”的发明专利申请的分案申请。申请号为“201010536637.4”的发明专利的申请日为2010年11月04日，发明名称为“超导磁体用的励磁电源及其操作方法”。

技术领域

本发明涉及超导磁体用的励磁电源及其操作方法。

背景技术

在超导磁体中存在所谓的失超现象，即：由于超导状态遭到破坏、零电阻变为正常导电状态而产生电压的现象，此外，由于电流因产生电阻而骤变因而在由较大的超导线圈构成的超导磁体中将出现产生高电压的现象。此外，反之，如果因励磁电源本身的问题而引起电流急剧变化，则与上述失超的发生等相互影响。在励磁电源侧，功率元件可能因高电压或失去了去处的巨大能量发生逆流而损坏，在超导磁体侧，因电流骤变而发生失超，因此该超导磁体可能损坏。

因此，在检测到励磁电源及超导磁体中的任一方发生异常时，切断相互关联(连接)是恰当的操作。但是，在巨大的电流通过时，切断(截断)相互关联(连接)比较危险。这里，专利文献1所述的技术中，例如提出了对断路器并列地配置电容器的方案。

专利文献1：日本国专利申请公开公报“特开平7-177648号公报”

发明内容

但是，截断正在通电中的触点这样的保护方法不适于大电流控制。在大电流控制的保护方法中，通常，采用使励磁电源的输出两端短路从而实质性地断开该励磁电源和超导线圈的方法。

这里，使励磁电源的输出两端短路的方法中存在缺陷。例如，如果超导线圈实际上没有失超但由于误检而进行短路(误动作)，就会造成小电阻(R)和超导线圈(L)的组合，储存能量的释放需要较长时间，从而导致输出两端在长时间内都无法解除短路状态

此外，作为励磁电源侧发生的异常(问题)，存在因功率元件过热所导致的所谓过热异常。正在使用中的序列控制器或微型计算机在检测出主电源电压骤降时就将其作为内部异常而停止电流输出，但如果此时使励磁电源的输出两端短路，则在长时间的LR放电期间内同样无法解除输出的短路状态。另外，即使假设使用UPS来解决电压骤降问题，但是，由于其备份时间和可备份范围受到制约，即，例如，仅能保持10分钟，仅能保持控制系统而不能备份功率系统，因此，仍然存在需要在某一时间使励磁电源的输出两端短路来保护磁体而难以复归至正常状态的问题。

此外，例如，当励磁电源内部的保险丝熔断时，只要更换其保险丝就能解决保险丝的熔断问题。但是，如上所述，要使并不存在失超的超导磁体由保护状态复归至正常状态则需要较长时间。

另一方面，从防止励磁电源和超导磁体损坏的观点出发，提高对失超等异常状态的检测等级是较为理想的选择。此外，从避免序列控制器或微型计算机进行误动作的观点出发，较为理想的选择是提高对电压骤降的检测灵敏度。但是，如果提高对异常状态的检测等级，就会导致增加误动作的发生频率(权衡问题)。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供这样一种超导磁体用的励磁电源及其操作方法，即：即使由于对失超、内部异常、主电源电压骤降等异常状态进行了误检测而导致励磁电源的输出两端发生短路，或者，例如在主电源停电或更换励磁电源内部的保险丝时发生了异常而需要对异常状况进行处理，通过采取恢复供电或更换保险丝等措施而复归正常状态的情况下，之后能够迅速地复归至正常状态(非短路状态)的超导磁体用的励磁电源及其操作方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种对具备超导线圈的超导磁体进行励磁的超导磁体用的励磁电源，其特征在于，包括：电源；功率单元，与所述电源连接；保护装置，当误检测出所述电源、所述功率单元或所述超导磁体发生异常时，闭合使所述功率单元的输出的两端短路的触点而设定为保护状态；以及第1电流检测器，被设置在具备所述超导线圈和所述触点的回路内，用于检测该回路内的电流值，其中，所述功率单元具有：放大器；第2电流检测器，检测所述功率单元的输出电流值；以及电流控制装置，控制所述输出电流值，所述超导磁体用的励磁电源还包括复归装置，在通过所述保护装置闭合所述触点后，所述复归装置利用所述第1电流检测器及所述第2电流检测器的检测值，按照预定的扫描速率提高所述输出电流值，使所述输出电流值和所述超导线圈中通过的电流值一致，之后断开所述触点从而由所述保护状态复归。